专利名称：断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置及其生产方法
技术领域：
本发明涉及工程塑料生产技术领域，尤其涉及一种断桥铝门窗用玻璃纤维增强 尼龙66隔热条的连续化生产装置及其生产方法。
背景技术：
目前，建筑用铝合金门窗普遍采用"断热冷桥"技术，以达到隔热节能的目的。 所谓"断热冷桥"技术，就是将铝合金门窗框分成三部分一外部铝合金框、内部铝 合金框以及连接内外铝合金框的中间芯子部分，而中间芯子部分即隔热舉便称为"断 热冷桥"，它不仅必须是一种极好的隔热材料，而且其强度和抗老化性能必须满足铝 合金门窗的要求。因此，隔热条的气封性、水密性及抗风压性尤为关键，在使用过 程中对隔热条的抗拉伸强度、抗剪切力和耐老化性能要求很高，同时还要求隔热条 接近铝合金的线性膨胀系数。我国在几年前就采用PVC、 ABS等塑料来生产隔热条，但在使用过程中发现其 性能根本不能满足使用要求。为此，国内外对隔热条的生产材料进行了广泛的开发 研究。其中，以玻璃纤维增强尼龙66复合材料为主的隔热型材已在国外使用多年， 其基体树脂是尼龙66，用玻璃纤维增强后，其机械性能、耐热性能、尺寸稳定性及 耐化学腐蚀性等都得到了极大的提高，主要用于铝合金门窗玻璃之间的连接、密封 及其他工程领域。能够很好地抵抗风压和抗盐雾腐蚀等，更重要的是其线膨胀系数 与铝合金极为接近，与型材复合后的整体性能好。实践证明，这是迄今为止开发成 功的最为理想的隔热型材，能够满足隔热条超高性能的要求。然而，玻璃纤维增强尼龙66隔热条挤出工艺和挤出设备在我国的研究仍然处于 很薄弱的环节。国内企业生产玻璃纤维增强尼龙66隔热条， 一般都是将常规的单螺 杆挤出机和口模、定型模具等简单地装配组合在一起，采用常规挤出方式即熔融的 物料从挤出机和口模出来后经过一段放空然后进入定型模具进行生产(参见图1), 难以符合原材料性能及工艺的要求，因此生产过程不稳定，生产效率低、操作麻烦、 能耗大。此外，由于外界压力突然降低，在放空段的物料必然会膨胀且膨胀的幅度 不同，因此获得的产品性能不高、产品尺寸不精确，难以保证产品质量，无法满足 使用要求。目前，玻璃纤维增强尼龙66隔热条的生产技术巳严重制约了隔热条的应 用、推广和发展，其挤出生产工艺和生产设备的开发迫在眉睫。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产过程稳定、生产效率高、 人工操作少、能耗低，产品质量稳定优良的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产 装置，以确保获得高性能的隔热条产品，满足使用需求，促进隔热条产品及技术的 应用和发展。本发明的另一目的在于提供一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生 产方法。本发明的目的通过以下技术方案予以实现本发明提供的一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置,包括给料系统、 挤压机、口模、定型模具、加热控制系统、冷却系统和牵引系统；所述给料系统设 置在挤压机的给料口处，口模设置在挤压机的机头处；加热控制系统连接控制挤压 机和口模；此外，所述定型模具和口模以隔热形式紧密连接在一起。本发明装置将定型模具和口模连接，物料从口模流出后不需要放空而直接进入 定型模具，通过压力的控制，降低了外界压力突然降低所带来的变化和影响，可实 现并稳定产品的连续化生产。尼龙66属于热敏性工程塑料，对温度非常敏感。而本 发明装置定型模具和口模以隔热形式连接，可减少口模和定型模具之间的热传导， 有利于提高生产的稳定性以及产品性能和质量。在定型模具和口模的连接方式上，具体地可采用以下措施所述定型模具和口 模两者的连接处为仿形凸台结构；所述定型模具外设有模套，该模套通过连接件与 口模固定连接；所述冷却系统的冷却处理在定型模具和模套之间进行。由于定型模 具和口模的接触面采用仿形凸台结构，能够尽量减少两者的接触面积，从而大大降 低了口模和定型模具之间的传热问题。本发明装置可采取如下进一步措施所述定型模具为一条或一条以上且并列设 置在模套内，各定型模具均为单独的、可拆卸式个体；所述口模与定型模具对应， 且口模前设置有分流板。这样，通过一模多出，不仅可大幅度提高生产效率，而且 当某个定型模具的型腔中有缺陷或磨损较大时，可以单独更换，而不至于整套报废。由于原材料本身、电流不稳定等原因，会造成料筒和口模的压力不稳定，从而 影响出料的稳定性。为此，本发明装置还包括压力控制系统，该压力控制系统包括 压力传感器和控制器，其中压力传感器连接到口模上，控制器连接控制挤出机螺杆 的转动速度，即是通过监控口模内压力，调节挤出机螺杆的转速。在口模中设定一 个合适的压力，在压力控制系统作用下，当压力传感器测得的口模压力与设定值不同时，控制器则调节螺杆转速，使口模内压力迅速回到设定值，从而起到稳压的作 用。尼龙66加入玻璃纤维或其他填充物进行改性时，由于流动性很差、磨损性很大， 因此玻璃纤维增强尼龙66在加工过程中对螺杆会产生严重的磨损，为此本发明装置 所述挤压机的螺杆采用双合金氮化钢制成，以延长螺杆的使用寿命；螺杆的长径比 为28 40，压縮比为3 4.5。选择较大长径比的螺杆，能够改善物料的温度分布， 有利于物料的混合与塑化，消除玻璃纤维外露现象。挤出成型温度是促使成型物料塑化和熔体流动的必要条件，对异型材制品的质 量和产量均有十分重要的影响。本发明装置所述加热控制系统分为8 12个温度控 制区，采用热电偶测量控制。这样能够对各段温度做更好的控制，从而优化生产工 艺。在尼龙热加工过程中，由于温度较高，物料在料筒中会产生一些低分子挥发物， 这些挥发物如果不能够及时排出料筒，就会严重影响口模内的压力稳定性，从而影 响生产的稳定性和产品的质量。本发明装置所述挤压机中采用螺杆自排气结构，以 便迅速把挥发物排到料筒外，防止挥发物的影响。本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法，包括以下步骤a) 将上述生产装置的口模和定型模具安装好后，对设备进行加热，并启动冷却 系统；b) 设定挤压机的温度为260。C 320'C，以270。C 300。C为宜；口模温度为 260。C 330。C，以280。C 300。C为宜；冷却水温度为15。C 70。C，以18。C 60。C为 宜；通过加热控制系统将挤压机和口模的温度加热到所设定的值后，打开给料系统， 启动挤压机；c) 挤压机对原材料进行塑化，当挤压机机头压力达到40bar 100bar时，打开 模具的控制阀，使熔融的物料进入模具，设定口模内部流体压力为10bar 40bar;d) 根据设定的口模内部流体压力，通过压力控制系统调节控制挤压机螺杆的转 速，使口模内压力迅速回复到设定值，使得生产在压力平稳的情况下进行，压力控 制精度为0.5 2bar;e) 当物料已经到达定型模具并包裹住牵引片时，启动牵引系统；观察模具上压 力的变化，缓慢增加牵引速度；f)当隔热条完全被牵引出定型模具时，在压力平稳的情况下加快牵引的速度， 牵引速度为0.01m/min lm/min;同时降低冷却水温度。 本发明具有以下有益效果(1) 定型模具和口模用机械方式连接在一起，取消了放空段，通过压力的控制， 降低了外界压力突然降低所带来的变化和影响，保证了生产过程的连续性和稳定性， 有利于提高产品性能和产品质量。人工操作少，能耗低。(2) 定型模具和口模的接触面采用仿形凸台结构，能够尽量减少两者的接触面 积，大大降低口模和定型模具之间的传热问题，有利于提高生产的稳定性以及产品 的性能和质量。(3) —次出模可同时生产多条隔热条产品，实现了一模多出，大幅度提高了生 产效率。当某个定型模具的型腔中有缺陷或磨损较大时，可以单独更换而不至于整 套报废。极大减少了生产的复杂程度，降低了生产成本。(4) 根据口模内压力的设定值，调节控制挤出机螺杆的转速，从而稳定口模内 的实际压力，能够保证出料的稳定性，提高了产品的性能和质量。(5) 加热控制系统采用热电偶测量控制，灵敏度高，而且分为8 12个温度控 制区，各段的温度更加容易控制，温控更加精确，从而优化了加工工艺。(6) 采用螺杆自排气结构，能够迅速将尼龙热加工过程中的挥发物排出到料筒 外，防止挥发物对生产过程和产品的影响。
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述图1是现有技术常规生产装置的结构原理框图；图2是本发明生产装置实施例的结构原理框图；图3是本发明生产装置中口模的截面图；图4是本发明生产装置中定型模具的截面图；图5是图3和图4中的A-A、 B-B剖面图。图中给料系统l，挤压机2， 口模3，定型模具4，压力控制系统5，加热控 制系统6，冷却系统7，牵引系统8，仿形凸台9，上模套IO，下模套ll，螺丝12、 15，卡块13，卡槽1具体实施方式
图2 图5所示为本发明断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置的实施例， 如图2所示，包括给料系统l、挤压机2、 口模3、定型模具4、压力控制系统5、 加热控制系统6、冷却系统7和牵引系统8;给料系统1设置在挤压机2的给料口处， 口模3设置在挤压机2的机头处；加热控制系统6连接控制挤压机2和口模3。如图2和图5所示，定型模具4和口模3紧密连接在一起，其中口模3 (或定 型模具4)的接触部分为仿形凸台9结构，其封料位取单边2mm。如图4所示，定 型模具4为多条(例如10条、20条或40条等等)且并列套设在模套内，各定型模 具4均为单独的、可拆卸式个体。模套分为上模套10和下模套11，套在定型模具4 外并通过螺丝12固定连接。口模3与定型模具4对应，且口模3前采用普通工程塑 料异型材挤出模具的形式设置分流板。如图3、图4和图5所示，定型模具4和口 模3对接后，通过卡块13、卡槽14以及螺丝15将口模3与上模套10、下模套11 连接固定，从而将定型模具4和口模3直接对接在一起。挤压机2的螺杆采用双合金氮化钢制成，直径为50mm,螺杆的长径比为28、 30、 32、 40中的一种，螺杆的压縮比为3 4.5。挤压机采用双合金螺杆自排气结构， 从而迅速将物料热加工过程中产生的挥发物排到料筒之外。压力控制系统5包括压力传感器和控制器，其中压力传感器连接到口模上，控 制器连接控制挤出机螺杆的转动速度，即是通过压力传感器感应到口模压力的波动， 然后反馈回控制系统来调节挤出机螺杆的转速，达到控制压力的目的。加热控制系统6分为8 12个温度控制区，其中挤出机部分的温控区为8个部 分，模具部分的温控区为4个部分。采用热电偶测量控制。冷却系统7采用冷水机组，冷却处理在定型模具4和模套之间进行。以生产I型14.8玻璃纤维增强尼龙66隔热条为例。将尼龙66、玻璃纤维、色 母和其它添加剂干燥后按照比例计量搅拌混合后供给到上述生产装置。首先将挤出机升温到正常的生产温度，放入新料对机器进行清理。把挤出机内 的残料完全挤出后，开始降温。然后按照以下方法进行a) 将上述生产装置的口模3和定型模具4安装好后，对设备进行加热，并启动 冷却系统7;b) 挤压机2的温度设定从尾部27(TC依次上升至30(TC， 口模3温度设定为 280°C~300°C°C，冷却水温度设定为18°C~60°C，以30'C为宜；通过加热控制系统68将挤压机2和口模3的温度加热到所设定的值后，打开给料系统l,启动挤压机2;c) 挤压机2对原材料进行塑化，当挤压机2机头压力达到40bar 100bar时， 打开模具的控制阀，使熔融的物料进入模具，设定口模内部流体压力为10bar 40bar;d) 当口模3的实际压力与设定值不同时，通过压力控制系统5调节挤压机2螺 杆的转速，使口模3内压力迅速回复到设定值，使得生产在压力平稳的情况下进行, 压力控制精度为0.5 2bar;e) 当物料已经到达定型模具4并包裹住牵引片时，启动牵引系统8;观察模具 上压力的变化，增加牵引速度；f) 当隔热条完全被牵引出定型模具时，在压力平稳的情况下加快牵引的速度， 牵引速度为0.01m/min lm/min;同时降低冷却水温度， 一般情况速度每升高0.05 米冷却水温度降低5度。本发明生产方法的各工艺参数不局限于上述列举的实施例。 由于挤压机螺杆的转速由压力来控制，因此整个工艺是在压力稳定的前提下实现连续自动生产的。当需要生产其它规格的隔热条产品时，整个工艺只需要更换模具即可。
权利要求
1、一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，包括给料系统(1)、挤压机(2)、口模(3)、定型模具(4)、加热控制系统(6)、冷却系统(7)和牵引系统(8)；所述给料系统(1)设置在挤压机(2)的给料口处，口模(3)设置在挤压机(2)的机头处；加热控制系统(6)连接控制挤压机(2)和口模(3)；其特征在于所述定型模具(4)和口模(3)以隔热形式紧密连接在一起。
2、 根据权利要求1所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，其特征 在于所述定型模具(4)和口模(3)两者的连接处为仿形凸台(9)结构；所述定型模具(4) 外设有模套，该模套通过连接件与口模(3)固定连接；所述冷却系统(7)的冷却处理在 定型模具(4)和模套(3)之间进行。
3、 根据权利要求1或2所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，其 特征在于所述定型模具(4)为一条或一条以上且并列设置在模套内，各定型模具均 为单独的、可拆卸式个体；所述口模(3)与定型模具(4)对应，且口模前设置有分流板。
4、 根据权利要求1或2所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，其特征在于还包括压力控制系统(5)，该压力控制系统包括压力传感器和控制器，其中压力传感器连接到口模(3)上，控制器连接控制挤出机(2)螺杆的转动速度。
5、 根据权利要求1或2所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，其 特征在于所述挤压机(2)的螺杆采用双合金氮化钢制成，螺杆的长径比为28 40。
6、 根据权利要求1或2所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，其 特征在于所述挤压机(2)中采用螺杆自排气结构。
7、 一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法，其特征在于包括以下步骤a) 将权利要求1或2或3所述的口模(3)和定型模具(4)安装好后，对设备进行 加热，并启动冷却系统(7);b) 设定挤压机(2)的温度为260。C 320。C， 口模(3)温度为260。C 330。C,冷却 水温度为15°C 70°C;通过加热控制系统(6)将挤压机(2)和口模(3)的温度加热到所 设定的值后，打开给料系统(l)，启动挤压机(2);c) 挤压机(2)对原材料进行塑化，当挤压机(2)机头压力达到40bar 100bar时， 打开模具的控制阀，使熔融的物料进入模具，设定口模内部流体压力为10bar 40bar;d) 根据设定的口模内部流体压力，通过压力控制系统(5)调节控制挤压机(2)螺 杆的转速，使口模内压力迅速回复到设定值，使得生产在压力平稳的情况下进行，压力控制精度为0.5 2bar;e) 当物料己经到达定型模具(4)并包裹住牵引片时，启动牵引系统(8);观察模 具上压力的变化，缓慢增加牵引速度；f) 当隔热条完全被牵引出定型模具(4)时，在压力平稳的情况下加快牵引的速 度，牵引速度为0.01m/min lm/min;同时降低冷却水温度。
8、 根据权利要求7所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法，其特征 在于所述挤压机(2)的温度设定为270'C 30(TC。
9、 根据权利要求7所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法，其特征 在于所述口模(3)温度设定为280。C 300。C。
10、 根据权利要求7所述的断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法，其特 征在于所述冷却水温度设定为18°C~60°C。
全文摘要
本发明公开了一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产装置，包括给料系统、挤压机、口模、定型模具、加热控制系统、冷却系统和牵引系统；所述给料系统设置在挤压机的给料口处，口模设置在挤压机的机头处；加热控制系统连接控制挤压机和口模；此外，所述定型模具和口模以隔热形式紧密连接在一起。本发明还公开了一种断桥铝门窗用新型隔热条的连续化生产方法。本发明确保了生产过程的连续性和稳定性，极大地提高了产品的性能和产品质量。同时实现了一模多出，大幅度提高了生产效率。
文档编号B29C47/92GK101306575SQ20071002886
公开日2008年11月19日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者卓庆禄, 庞学新, 欧阳喜仁, 缪明松, 跃 马 申请人:佛山市南海易乐工程塑料有限公司;广州市白云化工实业有限公司